王禹甸

動(dòng)力電池作為新能源汽車的功能物質(zhì)，直接關(guān)系到新能源汽車的運(yùn)行穩(wěn)定性和行駛里程。針對(duì)新能源汽車中可能引發(fā)安全類問(wèn)題的動(dòng)力電池不穩(wěn)定因素，對(duì)新能源汽車動(dòng)力電池進(jìn)行定位，梳理動(dòng)力電池安全管理在當(dāng)下遭遇的挑戰(zhàn)，給出動(dòng)力電池安全管理措施，并預(yù)測(cè)動(dòng)力電池在未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：新能源汽車；動(dòng)力電池；安全管理技術(shù)；發(fā)展趨勢(shì)

0 前言

新時(shí)期，國(guó)家提出資源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，新能源汽車與我國(guó)戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃相符，無(wú)疑成為汽車行業(yè)較有發(fā)展?jié)摿Φ漠a(chǎn)品，備受人們關(guān)注。不少汽車企業(yè)參與到新能源汽車產(chǎn)品的研發(fā)活動(dòng)中，在此期間我國(guó)新能源汽車領(lǐng)域呈現(xiàn)出一片繁榮的景象，但同時(shí)也存在一定的問(wèn)題。動(dòng)力電池在新能源汽車中一直占據(jù)核心位置，但由于動(dòng)力電池在使用過(guò)程中存在缺陷，所以需要圍繞新能源汽車在使用中的安全性進(jìn)行探究，做好汽車在動(dòng)力電池方面的管理工作，提高新能源汽車的整體價(jià)值。

1 新能源汽車動(dòng)力電池安全管理作用分析

新能源汽車具備較大發(fā)展?jié)摿η壹夹g(shù)需求較大，在新能源發(fā)展中應(yīng)根據(jù)駕駛者需求和國(guó)家要求，給出汽車應(yīng)用的技術(shù)。新能源汽車應(yīng)用后的數(shù)據(jù)顯示，其仍然存在一定不足，例如電池電量不足、行駛安全不穩(wěn)定等，這些均會(huì)影響新能源汽車的發(fā)展［1］。新能源汽車因具有節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)，無(wú)疑成為契合國(guó)家節(jié)能環(huán)保戰(zhàn)略的重要產(chǎn)品，是汽車行業(yè)應(yīng)關(guān)注的重要發(fā)展方向。汽車行業(yè)根據(jù)自身發(fā)展需求，關(guān)注新能源汽車研究活動(dòng)的開展情況。一般情況下，基于國(guó)家對(duì)汽車提出的要求和使用者的需求，新能源汽車的動(dòng)力電池必須具有壽命長(zhǎng)、無(wú)污染、精度高、造價(jià)成本合理、安全等特點(diǎn)。基于新能源汽車配置動(dòng)力電池設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)該著重關(guān)注電池的管理。對(duì)于新能源中的動(dòng)力電池，有必要做好熱管理，即在汽車行駛中電池溫度需要處在合理區(qū)間，不會(huì)因溫度因素導(dǎo)致電池提前報(bào)廢［2］。

2 新能源汽車動(dòng)力電池安全管理遇到的挑戰(zhàn)

2. 1 驗(yàn)證模式不合理

新能源汽車電池研究成果有限，對(duì)電池的真實(shí)性能存在很多未知，不能保證新能源汽車在運(yùn)行中，是否因電池故障遭遇安全問(wèn)題。部分汽車企業(yè)在研發(fā)過(guò)程中，對(duì)所用的汽車電池沒有給出相對(duì)可靠的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致電池性能的評(píng)估存在較多不確定性。新能源汽車行業(yè)在發(fā)展，雖然也給出了動(dòng)力電池的標(biāo)準(zhǔn)，但是標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)固定，沒有從發(fā)展角度進(jìn)行調(diào)整，不能保證新能源汽車所用的電池可以較好地為新能源汽車服務(wù)。

2. 2 老化速度過(guò)快

對(duì)于新能源汽車配置的電池，如果在設(shè)計(jì)時(shí)沒作者簡(jiǎn)介： 王禹甸（1993—），男，本科，助教，主要研究方向?yàn)樾履茉雌嚰夹g(shù)。

綜合評(píng)述汽 車 與 新 動(dòng) 力第6卷有考慮周全，例如電池的防水能力較低，沒有做好電池密封方面的工作，當(dāng)新能源汽車投入市場(chǎng)后，電池長(zhǎng)時(shí)間使用后，其外包裝密封性會(huì)逐漸變差。

此時(shí)如果車輛進(jìn)水，容易引發(fā)短路的問(wèn)題。在汽車電路的焊接部位，焊接點(diǎn)出現(xiàn)裂縫問(wèn)題的概率較大，線路容易出現(xiàn)高熱的情況，在熱擾動(dòng)下對(duì)汽車運(yùn)行的安全性造成不良影響［3］。此類情況的存在，均會(huì)對(duì)汽車動(dòng)力電池造成影響，難以保證電池使用壽命。

2. 3 充電環(huán)節(jié)不確定因素過(guò)多

新能源汽車動(dòng)力電池在充電方面的數(shù)據(jù)通信內(nèi)容并不統(tǒng)一，可能由于在充電中通信規(guī)定不統(tǒng)一，從而出現(xiàn)較大的安全隱患。電池廠商在電池制造中，沒有給出與充電相關(guān)的數(shù)據(jù)通信內(nèi)容，所以對(duì)新能源汽車動(dòng)力電池充電管理有很多未知。如果新能源汽車動(dòng)力電池沒有在安全狀態(tài)下進(jìn)行充電的動(dòng)作，可能會(huì)出現(xiàn)電池鼓包或其他問(wèn)題。

3 新能源汽車動(dòng)力電池安全管理措施

3. 1 汽車企業(yè)角度

汽車企業(yè)需要圍繞電池功能進(jìn)行多元宣傳，向消費(fèi)者提供說(shuō)明材料，其中包含對(duì)新能源動(dòng)力電池功能分析的內(nèi)容，同時(shí)組織宣傳活動(dòng)，向消費(fèi)者展示新能源汽車動(dòng)力電池。在信息技術(shù)的使用中，將新能源汽車產(chǎn)品動(dòng)力電池的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，以圖表或其他直觀形式展現(xiàn)出來(lái)。在此期間，消費(fèi)者對(duì)新能源汽車動(dòng)力電池的了解變多［4］。企業(yè)基于新能源汽車安全使用需求，還會(huì)向消費(fèi)者進(jìn)行知識(shí)宣導(dǎo)，使其形成保養(yǎng)汽車、定期進(jìn)行故障排查的思維［5］。

3. 2 政府角度

政府主管部門在審查汽車企業(yè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)部分汽車企業(yè)沒有將產(chǎn)品的安全性作為關(guān)注重點(diǎn)，所研發(fā)的汽車產(chǎn)品的安全性得不到保證。隨著安全評(píng)價(jià)工作的開展，汽車企業(yè)未建立相對(duì)健全的安全指標(biāo)體系，導(dǎo)致新能源汽車所使用的動(dòng)力電池的安全性較低。此類新能源汽車一旦投入市場(chǎng)，可能出現(xiàn)不好的評(píng)價(jià)，導(dǎo)致消費(fèi)者對(duì)新能源汽車的好感度降低。在新能源汽車發(fā)展的過(guò)程中，政府主管部門必須進(jìn)行干預(yù)，應(yīng)須進(jìn)行干預(yù)，應(yīng)該加大對(duì)新能源汽車產(chǎn)品的監(jiān)管力度，還需要轉(zhuǎn)變追責(zé)方式，建立健全的政策法規(guī)體系，加強(qiáng)對(duì)人員的監(jiān)管強(qiáng)度，改變汽車企業(yè)的錯(cuò)誤認(rèn)知，使其將關(guān)注點(diǎn)集中在提升汽車安全性能方面。對(duì)于生產(chǎn)出不安全汽車產(chǎn)品的企業(yè)，需要在事后進(jìn)行追責(zé)，對(duì)于未按照要求進(jìn)行生產(chǎn)的企業(yè)予以經(jīng)濟(jì)處罰［6］。

4 新能源汽車動(dòng)力電池安全發(fā)展趨勢(shì)

4. 1 主動(dòng)預(yù)測(cè)風(fēng)險(xiǎn)

在新能源汽車動(dòng)力電池管理中，主要以被動(dòng)的防護(hù)方式進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作，但相應(yīng)方式有較大局限性。動(dòng)力電池被動(dòng)安全設(shè)計(jì)，一般在內(nèi)部壓力過(guò)大的情況下會(huì)引發(fā)電池過(guò)熱，此時(shí)會(huì)做出保護(hù)動(dòng)作，避免因高溫出現(xiàn)較大的故障損失。但是動(dòng)力電池被動(dòng)安全設(shè)計(jì)在問(wèn)題出現(xiàn)后作出動(dòng)作，不能有效做好電池事故的規(guī)避工作，所以仍有一定的隱患。在電池管理中分析影響電池安全性的因素，結(jié)合電池發(fā)生故障前可能出現(xiàn)的特征給予系統(tǒng)分析［7］。研究熱失控后延緩擴(kuò)散控制、動(dòng)力電池系統(tǒng)熱失控防護(hù)控制、系統(tǒng)熱失控預(yù)警控制，通過(guò)對(duì)相關(guān)方面的研究，給出較為可靠的預(yù)防方法，可以提前根據(jù)電池故障的相應(yīng)信息進(jìn)行管理，避免在故障出現(xiàn)時(shí)因防護(hù)動(dòng)作不及時(shí)或處理不到位，出現(xiàn)電池?fù)p壞的問(wèn)題。在開發(fā)動(dòng)力電池系統(tǒng)時(shí)，將安全作為關(guān)注內(nèi)容。動(dòng)力電池系統(tǒng)是否具有極高的安全性，將成為設(shè)計(jì)人員方案編制較為關(guān)注的內(nèi)容。動(dòng)力電池的安全性取決于電池管理系統(tǒng)，基于主動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)需求，給出較為可靠的電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)劃，通過(guò)科學(xué)協(xié)調(diào)，保證電池管理系統(tǒng)、電池箱、電池單體處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)［8］。

不少新能源汽車會(huì)配置鋰離子動(dòng)力電池，此類電池具有非均一、非線性識(shí)別的特點(diǎn)，電池遭受外界撞擊、過(guò)充電、過(guò)熱、短路、擠壓、穿刺等，均可能出現(xiàn)熱失控的情況。熱失控主要為多物理場(chǎng)、多學(xué)科的組合關(guān)系，同時(shí)還會(huì)受到外部環(huán)境因素的擾動(dòng)，在相關(guān)刺激下鋰離子動(dòng)力電池系統(tǒng)可能出現(xiàn)熱失控的問(wèn)題［9］。在鋰電池系統(tǒng)使用中，有必要確定熱失控觸發(fā)方式和環(huán)境條件，應(yīng)該基于電磁連接方式、電池加載狀態(tài)、電池?zé)峁芾硇问降纫蛩?，評(píng)估電池未來(lái)熱失控的擴(kuò)展過(guò)程。在電池安全設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于電池安置區(qū)域排氣孔的設(shè)置，有必要根據(jù)熱氣快速釋放的需求，進(jìn)行熱失控風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測(cè)，給出熱失控預(yù)警機(jī)制，將其作為電池管理系統(tǒng)的重要內(nèi)容，進(jìn)行鋰離子動(dòng)力電池使用期間的監(jiān)測(cè)手段，收集鋰離子動(dòng)力電池使用數(shù)據(jù)，確定其熱擴(kuò)散過(guò)程。對(duì)于汽車產(chǎn)品，在鋰電池使用中給出熱失控的管控手段，避免因電池溫度過(guò)高出現(xiàn)安全隱患。

4. 2 加大鋰電池使用量

新能源汽車所配置的電池，必須根據(jù)現(xiàn)行的規(guī)定進(jìn)行控制。鉛酸電池、鋰電池均是新能源汽車可選的電池，但是兩者因材料不同，所以在相同電量的情況下，兩者的質(zhì)量有較大差別。鉛酸電池的質(zhì)量大，使用鉛酸電池的新能源汽車，其自身配重變大，變相限制整車物理結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。與鉛酸電池不同，鋰電池的質(zhì)量較小，對(duì)新能源汽車的設(shè)計(jì)影響較小，設(shè)計(jì)人員在結(jié)構(gòu)設(shè)置中不需要考量過(guò)多的因素，可以提高汽車結(jié)構(gòu)的可調(diào)性。鋰電池的購(gòu)置成本不高，新能源汽車不會(huì)因電池配置，在車價(jià)設(shè)置中承擔(dān)過(guò)大的壓力。鋰電池作為清潔型能源，與國(guó)家提倡的節(jié)能環(huán)保理念不謀而合，勢(shì)必會(huì)得到國(guó)家的支持。國(guó)家相關(guān)部門鑒于鋰電池具有的諸多益處，也會(huì)通過(guò)政策的方式，推廣鋰電池，讓其成為新能源汽車企業(yè)在電池購(gòu)置時(shí)的首選［10］。

4. 3 打造優(yōu)質(zhì)品牌

我國(guó)參與到新能源汽車發(fā)展戰(zhàn)略的企業(yè)不少，關(guān)于新能源汽車的研究，從車輛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、功能控制一直到電池選擇等，均獲得一定的成果，然而成果和預(yù)期目標(biāo)存在一定差距，所以企業(yè)沒有在市場(chǎng)中打造出優(yōu)質(zhì)的品牌。新能源汽車電池相關(guān)企業(yè)也是如此，在較長(zhǎng)一段時(shí)間中，企業(yè)致力于動(dòng)力電池功能的優(yōu)化，但是因技術(shù)方面的限制，所推出的電池產(chǎn)品亮點(diǎn)不足。在我國(guó)電池市場(chǎng)發(fā)展中，對(duì)于可應(yīng)用到新能源汽車中的鉛酸電池、鋰電池，相關(guān)企業(yè)必須在生產(chǎn)活動(dòng)中，明確工作要求，根據(jù)國(guó)家給出的戰(zhàn)略計(jì)劃，著力于產(chǎn)品在某些功能的研發(fā)，以求推出優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。鋰電池因具有性價(jià)比高、便于回收處理等優(yōu)點(diǎn)，未來(lái)一定會(huì)有較大的發(fā)展空間。鋰電池制造企業(yè)需要著力于優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的創(chuàng)建，提高自身品牌的市場(chǎng)價(jià)值，可以成為更多新能源汽車的首選，帶來(lái)良好的效應(yīng)。鋰電池企業(yè)在未來(lái)著力于優(yōu)質(zhì)品牌建設(shè)，需要多關(guān)注新能源汽車行業(yè)的發(fā)展，明確鋰電池產(chǎn)品研發(fā)的方向，還需要在組建研發(fā)團(tuán)隊(duì)的同時(shí)，建立業(yè)務(wù)能力過(guò)硬的宣傳隊(duì)伍，為自身品牌建設(shè)奠定基礎(chǔ)。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，新能源汽車成為汽車行業(yè)較為重要的發(fā)展方向，電池對(duì)于新能源汽車而言屬于重要的內(nèi)容，被較多人注意到，與之相關(guān)研究活動(dòng)也在持續(xù)推進(jìn)中。希望在未來(lái)可以生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的電池，解決電池在使用中容易受到擾動(dòng)的問(wèn)題，擴(kuò)大電池的容量，讓新能源汽車有更強(qiáng)的續(xù)航能力，不會(huì)為大眾日常出行帶來(lái)不便。汽車行業(yè)人員必須關(guān)注新能源汽車動(dòng)力電池的發(fā)展，圍繞動(dòng)力電池提出管理方案，避免電池在使用中出現(xiàn)安全方面的問(wèn)題，以保障新能源汽車在未來(lái)獲得長(zhǎng)足的發(fā)展。